B-мода не только подтверждает сам факт раздувания Вселенной после Большого взрыва, но и, после составления полной карты таких флуктуаций, может прояснить ситуацию с массой нейтрино.

Известно, что реликтовое излучение слегка неоднородно. И главная причина его первичной анизотропии (неодинаковости по свойствам во всех направлениях) — поляризация.

Реликтовое излучение (РИ) поляризовано, причём выделяются E-мода (градиентная составляющая) и B-мода (роторная составляющая), по аналогии с поляризацией электромагнитного излучения. E-мода своим появлением обязана томсоновскому рассеиванию, случившемуся с реликтовым излучением уже после начала его путешествия к земному наблюдателю. Сущность такого рассеивания сравнительно проста: электрическое и магнитное поля падающей РИ-волны ускоряли заряженные частицы плазмы, заполнявшей космос. Ускоренно движущаяся заряженная частица и сама излучала электромагнитные волны. Таким образом, энергия падающей волны частично переходит в энергию рассеянной волны, что и обусловило рассеяние.

Часть неба, для которой удалось оценить B-моду. (Здесь и ниже иллюстрации Duncan Hanson et al.)

Однако B-мода — несколько более сложное дело, ведь её амплитуда равна ничтожным 0,1 мкК, и она не могла возникнуть от взаимодействия с плазмой. В основном она зависела от гравитационного линзирования, вызванного неоднородностями распределения вещества ещё в ранней Вселенной.

Кроме того, E-мода (градиентный компонент) поведенчески относительно проста и может быть направлена либо от источника, либо к нему. B-мода же, увы, как магнитное поле, образует полукружия около определённых точек. Но отследить исходное направление для таких изогнутых линий значительно сложнее.

Группа астрономов во главе с Дунканом Хэнсоном (Duncan Hanson) из Университета Макгилла (Канада) при помощи микроволновых приёмников телескопа Южного полюса смогла впервые измерить эту самую B-моду поляризации РИ.

«Причина, по которой ранее никто её не наблюдал, в том, что этот сигнал очень слаб», — поясняет г-н Хэнсон. Лишь установка в 2012 году высокочувствительных микроволновых приёмников позволила учёным выявить B-моду со статистической значимостью порядка 7,7σ, что практически исключает вероятность ошибки. Увы, пока определена она «всего» на ста квадратных градусах неба — таково поле зрения приёмников.

Слева: чистая Е-мода, хиральности нет. Справа: B-мода, видна хиральность.

Это означает, что полностью восстановить картину распределения материи в ранней Вселенной ещё нельзя. Да и надежды на определение с помощью B-моды точных границ массы трёх известных типов нейтрино пока преждевременны. Впрочем, с привлечением к аналогичным поискам будущих космических телескопов можно будет добиться куда более полной картины, хотя, повторимся, для наземного телескопа это замечательные результаты.

Наконец, сам факт обнаружения B-моды с достоверностью 7,7σ следует расценивать как существенное подспорье для сторонников теории инфляции (сильнейшего раздувания Вселенной на раннем этапе её истории), ранее опиравшейся в основном на теоретические построения и лишь теперь впервые надёжно подтверждённой наблюдениями.

Препринт рассмотренной работы можно полистать здесь.

Подготовлено по материалам Nature News.
http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10008148/